203379. lajstromszámú szabadalom • Kaucsukkeverékekben eloszlatható fóliakompozíció gumiipari adalékok csomagolására
1 HU 203 379 B 2 A találmány tárgya kaucsukkeverékekben eloszlatható (olvadó- vagy kaucsukaffin) fólia gumiipari adalékok csomagolására. Napjainkban a természetes és műkaucsuk bálákat rendszerint kis sűrűségű polietilén (KSPE) védőfóliával látják el, amelynek feladata bizonyos kedvezőtlen környezeti hatások (ultraibolya fénysugárzás okozta gélesedés, porosodás, szennyeződés stb.) kiküszöbölése. A kaucsukkeverékek egyéb alkotóit (gyorsítók, térhálósító-, csúsztatószerek, korom, egyéb töltőanyag) is egyre gyakrabban PE zacskókban szerelik ki, illetve ezekben mérik ki. Ezen csomagolóeszközök az esetek többségében nem kerülhetnek be a kaucsukkeverékbe az alábbi felsorolt okok miatt:- a belső keverőben készülő keverékek hőmérséklete nem elegendő a KSPE fólia megolvadásához és így eloszlatásához vagy a keverék bizonyos alkotóinak hőérzékenysége vagy a kész keverék beégésének veszélye miatt;- a poláris kaucsukokat tartalmazó keverékek a PE-nel nem összeférhetők, s a PE esetleges eloszlatása a keverékből készült gumi fizikai-mechanikai jellemzőinek jelentős romlásával jár;- a polietilén fólia eloszlatása a keverőtérben lévő anyag magas hőmérsékletén túl a keverési idő 20- 80%-os meghosszabodását igényli. Érthető tehát, hogy a gumifeldolgozók szigorúan előírják azt, hogy a keverékbe PE fólia ne kerüljön. Ez azonban egyrészt rendkívül hátrányos bizonyos egészségre, illetve környezetre ártalmas por formájú termékek (pl. öregedésgátlók, korom, töltőanyagok stb.) esetében, amelyek hatásának így a dolgozó közvetlenül ki van téve, másrészt pedig az adalékok csomagoló eszközökből való kiürítése jelentős időveszteséget és így termeléskiesést jelent. A kaucsukkeverékekbe bekerülő KSPE fóliának az alábbi követelményeket kell kielégíteni:- extruziós technológiával, fóliafúvással való feldolgozhatóság;- jó hegeszthetőség;- nagy át-, be- és továbbszakítási szilárdság;-100 'C-nál alacsonyabb olvadási hőmérséklet; -poláris jelleg. A KSPE fóliák szívósságának azaz át-, be- és továbbszakítási szilárdságának növelésére különböző kaucsukokat etilén/vinil-acetátot (E/VAC), valamint lineáris KSPE-t alkalmaznak leginkább adalékként. A KSPE a kaucsukokkal igen rosszul, a lineáris KSPE-vcl részlegesen, az E/VAC-val pedig jól összeférhető. [P. Filzek, W. Wicke: Kunststoffe 73 (8), 427 (19S3)]. Kaucsukaffin fóliákban adalékként a lineáris kis sűrűségű polietilén - olvadáspontnövelő liatása folytán - adalékként nem szerepelhet. Akaucsukok közül az etilén/propilén/dién terpolimerek (EPDM) a legelterjedtebbek mióta felismerték, hogy a részlegesen kristályos EPDM típusok KSPE-be való bevitelével nagy szakítószilárdságú keverékek és így fóliák is képezhetők. (G. A. Lindsay, G. J. Singleton, C. J. Carman, R. W. Smith: Advances in Chemistry Series No 176. „Multiphase Polymers”, Am. Chem. Soc., Washington, 1979 p. 367; 3 919 358 és 3 941 859 sz. USA-beli szabadalmak, 1 524 986 sz. brit szabadalom.) E keverék közös jellemzője, hogy az alkalmazott nagy etilénhányadú EPDM-ben a polietilén szegmensek kristályosodnak, s a KSPE-vel ily módon „megjavult összeférhetőség a biztosítéka a nagy szakadási nyúlásnak és szakítószilárdságnak. A jól összeférhető és így nyújtható keverékekből fúvott fólia gyártási irányába mérhető fizikai-mechanikai jellemzői igen jók, az erre merőlegesek azonban - az ismert összefüggés alapján - annál szerényebbek, minél nagyobb a nyújtás aránya a gyártás irányában. Ez annyit jelent, hogy a fólia fibrillálódik, át-, be- és továbbszakítási szilárdsága igen rossz, ami gumiipari adalékok csomagolóeszközeként való felhasználását lehetetlenné teszi. A fenti jellemzők javítása céljából amorf és a KSPE-vel kellőképp összeférhető kaucsuk bevitelére lenne szükség. Az amorf kaucsukok közül a butilkaucsuk KSPE-be való bevitele - összeférhetetlensége és magas viszkozitása folytán - igen nehéz, egyenetlen elosztottsága pedig a fóliafúvás termelékenységét veszélyezteti. Az amorf sztirol/dién blokk kopolimerek alkalmazása sem vezetett eredményre, mivel ez az adalék hőérzékenysége folytán gélesedik (ez pedig gátolja a fóliafúvást), ezen túlmenően drága, s az esetek többségében olajjal hígított kaucsukok (lágyító tartalmú előkeverékek stb.) a gumiipari csomagolóeszköztől megkívánt olajállóságot is nélkülözik. Az alacsony olvadáspontú PE-eknek vagy szilárdsága, vagy feldolgozhatósága nem kielégítő. Némely esetben ezért (pl. bitumen csomagolása) kétrétegű alacsony olvadáspontú PE - szilárdságnövelő poliamid (PA) felépítésű fóliákat alkalmaznak (1.157 824. sz. kanadai szabadalom). Ez PA tartalma miatt gumiipari csomagolóeszközként nem alkalmas. Gumiipari fóliaformájú csomagolóeszközként ez idáig a legkedvezőbbnek a hőre lágyuló, kristályos 11- 22 tömeg% VÁC tartalmú E/VAC kopolimereket ítélték (4 248 348 és 4 378 067. sz. USA-beli szabadalmak). A nagyobb VÁC tartalmú etilénkopolimerekből készült fóliák szilárdságát vagy gyárthatóságát nem találták kielégítőnek (4 248 348 sz. USA szabadalom hivatkozása). Az ilyen E/VAC fóliák azonban jóval drágábbak a KSPE-ből készülteknél, ez alkalmazásuk korlátja. A KSPE-t gyakran módosítják E/VAC-al a fólia hegeszthetőségének, ragaszthatóságának, bevonhatóságának javítására. A részlegesen kristályos E/VAC tartalmú KSPE fóliák tulajdonságaira azonban a kristályos EPDM tartalmakra megállapított törvényszerűségek érvényesek. Az irodalomból ismert az is, hogy ha a KSPE módosítására a kristályos EPDM-et és a kristályos E/VAC-ot alkalmazzuk együttesen, akkor a fólia szakítószilárdsága az alkotóké alapján várinál jobb (1. 524 986 sz. brit szabadalom). Itt is érvényes azonban az, hogy jó át-, be- és továbbszakítási szilárdságú fólia csak olyan amorf kaucsuk bevitelével érhető el, amelynek a PE-nel való együukristályosodása kizárt, s az ütésálló poliolefin rendszerek szívósságnövelő adalékához hasonlóan finom diszperzióként van jelen a PE mátrixban. A technika állását összefoglalva megállapítható, hogy gumiipari adalékok csomagolására nem ismert olyan fólia, amely alacsony olvadáspontú, kellőképp olajálló, át-, be- és továbbszakítási szilárdságú, biztonsággal gyártható és olcsó, továbbá bármely kaucsukkeverékben a késztermék tulajdonságait nem befolyásoló módon eloszlatható lenne. Célunk a fentieknek megfelelő fóliakompozíció kialakítása volt Azt találtuk, hogy a fentieknek mindenben megfelelő 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
